[发明专利]融体直纺聚氨酯弹性纤维的方法

说明书

本发明属于化学纤维生产方法，特别涉及一种融体直纺聚氨酯弹性纤维的方法。

聚氨酯弹性纤维，我国称为“氨纶”。目前国际上纺氨纶的方法共有四种，即干法、湿法、化学法和熔融法。干法生产聚氨脂弹性纤维的产量占世界氨纶总产量的80％以上，湿法与化学法已有被淘汰的趋势。干法纺丝的工艺复杂、设备投资大，因而生产成本高。且由于干法纺丝使用毒性较大的二甲基甲酰胺作为溶剂，严重危及生产工人的身体健康，并对周围环境造成严重污染。

熔融法纺聚氨酯弹性纤维的方法，可以避开干法纺丝的各种不足。它先用扩链剂使多元醇和二异氰酸酯在双螺杆挤出机中一步合成线型聚氨酯弹性体；然后，再用熔融法将其熔化纺制成氨纶。这种方法，由于弹性体再次熔融，会发生降解现象，使纺出的聚氨脂弹性纤维的性能有所下降。

本发明的目的在于提供一种可简化工艺、工序连续进行，以提高产品性能、减少设备投资、降低生产成本且无需有毒溶剂，以确保生产工人的身体健康并防止污染环境的融体直纺聚氨酯弹性纤维的方法。

本发明的主要特征为不需要先行生产融纺氨纶切片，而使其聚合后的浆体直接与纺丝系统对接，完成纺丝过程。

其具体技术解决方案为依次按照以下步骤连续进行：采用四氢呋喃聚醚或聚已二酸乙二醇酯、扩链剂、二苯基甲烷-4.4`-二异氰酸酯三种原料，按摩尔比1∶1～2∶2～3，由计量泵注入到长径比为42～48∶1的双螺杆反应挤出机中，螺杆轴向温度分11段控制，温度范围为100～210℃，控制精度为±1℃，螺杆转速为100～150转/分，将双螺杆挤出机挤出的反应聚合物直接进入纺丝机进行纺丝，即制得成品。

根据上述的融体直纺聚氨酯弹性纤维的方法，在经双螺杆挤出机挤出的反应聚合物中还加入占反应聚合物重量5～10％的预聚体，以使纺出的聚氨酯弹性纤维的性能进一步提高。

根据上述的融体直纺聚氨酯弹性纤维的方法，所说的螺杆轴向温度11段控制为100℃、160℃、170℃、180℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、200℃、210℃，控制精度为±1℃。

根据上述的融体直纺聚氨酯弹性纤维的方法，所说的扩链剂为1.4-丁二醇或间苯二胺。

由于四氢呋喃聚醚或聚已二酸乙二醇酯、扩链剂、二苯基甲烷-4.4`-二异氰酸酯三种原料经双螺杆挤出机挤出来的反应聚合物不经造粒而直接进入纺丝机，从而避免聚合物的切粒成型的困难，也可以避免在抽丝前再将树脂干燥和再熔融；同时，在反应聚合物中添加予聚体的操作也大为简化，从而使聚氨脂弹性纤维的性能大为提高，并可减少设备投资、降低生产成本。此外，在该方法中不需要任何溶剂，使生产工人无需接触有毒溶剂，确保生产工人的身体健康，防止污染环境。而所生产氨纶不再含有残留的毒性溶剂，这对穿着和使用该聚氨酯弹性纤维者更加舒适和健康。

下面提供本发明的实施例：

实施例1：

将分子量1000的四氢呋喃聚醚或分子量1770的聚已二酸乙二醇酯、1.4-丁二醇、二苯基甲烷-4.4`-二异氰酸酯三种原料，按摩尔比1∶1∶2由计量泵注入到双螺杆挤出机，所说的螺杆直径为72，长径比48∶1，螺杆轴向温度11段分别控制为100℃、160℃、170℃、180℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、200℃、210℃，精度为±1℃，螺杆转速为100转/分，使双螺杆挤出机挤出的反应聚合物直接经纺丝计量泵进入纺丝机进行纺丝，即制得成品。经检测，其纤度44-70旦，强度1.5-1.6CN/旦(其中CN为1/10牛顿)，伸长率600——700％，300％定拉伸恢复率96.2％。

实施例2：

将分子量2000的四氢呋喃聚醚或分子量1770的聚已二酸乙二醇酯、1.4-丁二醇、二苯基甲烷-4.4`-二异氰酸酯三种原料，按摩尔比1∶2∶3由计量泵注入到双螺杆挤出机，所说的螺杆直径为72，长径比42∶1，螺杆轴向温度11段分别控制为100℃、160℃、170℃、180℃、190℃、195℃、195℃、195℃、195℃、200℃、210℃，精度为±1℃，螺杆转速为150转/分，使双螺杆挤出机挤出的反应聚合物直接经纺丝计量泵进入纺丝机进行纺丝，即制得成品。经检测，其纤维强度1.4CN/旦(其中CN为1/10牛顿)，伸长率696.4％，300％定拉伸恢复率95％。

实施例3：